Multe dintre înțelepciunile populare reflectă proprietatea uneia dintre cele mai frumoase pietre de pe pământ: „diamantul cu apă limpede”, „tare ca un diamant”, „strălucirea diamantului”, etc. Și una dintre proprietăți este densitatea.. Diamantul, al cărui nume conform unei versiuni provine din grecescul antic „almas” - indestructibil, este o piatră prețioasă, dar este folosită nu numai în bijuterii. Să ne dăm seama de ce densitate depinde și ce rol joacă aceasta în „viața” unei pietre.
Un pic de istorie
Există multe legende și credințe asociate cu piatra uimitoare. Și unul dintre ele - diamant aduce noroc proprietarului său. Dar numai câștigătorii în viață îl pot deține. Printre oameni de seamă care l-au purtat se numără Napoleon Bonaparte, Iulius Cezar și Sfântul Împărat Roman Ludovic al IV-lea.
EuropaAm recunoscut diamantul în jurul secolelor V-VI î. Hr. e., dar cu numai 550 de ani în urmă și-a primit incredibila popularitate. La urma urmei, atunci au învățat cum să o taie corect pentru a maximiza proprietățile unui diamant. Și totul datorită proprietăților sale incredibile - rezistență enormă, în timp ce densitatea diamantului este de 3500 kg/m3. Ce alt mineral cunoscut se poate lăuda cu aceleași caracteristici?
Dar faptul că mulți consideră diamantul un mineral care nu poate fi spart a dus la pierderea unor pietre rare și frumoase. De exemplu, în 1476, în timpul războiului dintre ducele Carol Îndrăznețul (unul dintre primii deținători de diamante tăiate asemănătoare cu tăierea strălucitoare) și regele Ludovic al XI-lea, mercenarii regelui au reușit să pătrundă într-un cort care stătea pe câmpul de luptă. Au fost loviți de plasatoarele de diamante aflate acolo. Au decis să verifice autenticitatea pietrelor cu un ciocan și au transformat un număr mare de pietre scumpe și frumoase în praf.
Diamantele „prietenele fetelor” au devenit abia la mijlocul secolului al XV-lea, datorită Agnes Sorel, favorita lui Carol al VII-lea. Acum știi numele celui care i-a făcut pe mulți bărbați „nefericiți”.
Proprietăți fizice
O persoană ignorantă, care ține un diamant în mâini, este puțin probabil să ghicească ce fel de comoară a primit. Un cristal brut pare foarte simplu și discret. Da, și cel mai adesea mineralul se găsește în natură sub formă de fragmente de formă neregulată. Ei bine, transparent, ei bine, cu refracție mare a luminii, care variază de la 2, 417 la 2, 419. Ce are special?Doar un eșantion de formă octaedrică (două piramide sunt interconectate printr-o bază) poate atrage atenția profanului prin jocul de lumină pe fețele lor. Refracția ridicată a luminii este cea care determină ceea ce mai târziu numim strălucire strălucitoare, nu există birefringență. Odată cu expunerea prelungită la soare, majoritatea pietrelor încep să strălucească în întuneric.
Diamantul este cunoscut și pentru duritatea sa incredibilă - 10 din 10 pe scara Mohs. Cu alte cuvinte, cel mai dur mineral cunoscut pe pământ. Dar care este densitatea unui diamant, îl puteți găsi cu ușurință în cartea de referință. Dar înainte să ne uităm, încercăm să ghicim ce ar trebui să fie? Pe baza durității sale - destul de mare. Dar chiar și aici diamantul își arată paradoxul.
Drititatea mare se datorează structurii speciale a rețelei cristaline cubice, unde fiecare colț este un atom de carbon. Încă un atom este plasat în centrul feței și câte 4 atomi fiecare în interiorul cubului. Astfel, atomii care se află în centrul feței sunt comuni la două celule învecinate, iar cei de la vârfuri sunt comuni la opt. Acest mod de a împacheta un atom este cel mai dens.
Cristalul se desparte cu formarea de paralele netede (așa-numitul clivaj perfect). Fractura în acest caz variază de la concoidă la așchie (desigur, nu prin clivaj).
Căutând în cartea de referință: densitatea medie a diamantului este de 3500 kg/m3. Poate varia de la 3,47 la 4,55 grame pe centimetru cub. Nu atât pentru un mineral atât de dur. Potrivit lui Razivalduritatea de măcinare este 140000, 0.
culori
O altă proprietate fizică pe care aș dori să o menționez este culoarea pietrei. Și colorarea are un efect semnificativ asupra densității unui diamant. Cele mai frecvente sunt incolore sau gălbui, cu o tentă albăstruie sau maro. Cristalele colorate sunt mult mai puțin frecvente în natură, dar variațiile de culoare sunt foarte diverse: roz și roșu, portocaliu și galben strălucitor, verde și albastru, violet și coniac, cireș, gri și chiar negru. Un alt nume pentru diamantele colorate este fantezist. Deși cele mai scumpe au fost și rămân transparente incolore sau cu o tentă albăstruie, însă cererea de pietre de nuanțe rare este în creștere, ceea ce înseamnă că și prețul lor este în creștere.
De altfel, suntem obișnuiți cu faptul că diamantele sunt transparente, dar există și opace. Culoarea și transparența depind direct de compoziția chimică a cristalelor. S-a observat și o altă regularitate: cu cât este mai întunecată, cu atât densitatea diamantelor este mai mică (g/cm3).
Compoziție chimică și proprietăți
După cum sa menționat deja, mineralul are 96,0–99,8% carbon, ai cărui atomi sunt interconectați într-o rețea cubică. În plus, în cristal se găsesc și alte substanțe chimice - oxigen, azot, bor și siliciu, aluminiu și mangan, fier și cupru, titan și zinc, nichel etc. Incluziuni de olivit și cromit, grafit și pirop, enstatină și altele sunt posibil.
Destul de des puteți găsi cristale cu apă și acid carbonic, dioxid de carbon și alte substanțe în gazecondiție. Cel mai adesea, impuritățile sunt situate mai aproape de periferia cristalului.
În ceea ce privește proprietățile chimice, diamantul este foarte rezistent la acizi și alcaline, nu este umezit de apă, dar se acoperă ușor cu o peliculă grasă, chiar și de la o atingere normală cu mâinile. Această proprietate este folosită pentru a determina piatra reală. Mineralul rămâne inert din punct de vedere chimic până când este expus la temperaturi ridicate.
Diamantul arde la 850 °C, producând dioxid de carbon. Și atunci când este încălzit fără acces la aer la mai mult de 1000 ° C, se transformă într-o modificare alotropică - grafit.
Ce altceva determină costul?
Gama de prețuri pentru diamante este foarte largă, iar costul depinde de multe caracteristici. Dar, în orice caz, prețul pentru un carat (0,2 g) este întotdeauna indicat:
Cut: cea mai apreciată dintre acestea este de 57 de fațete, sau se mai numește și tăietura Tolkovsky. Pentru diamantele mici - 17 și 33. Restul tăierilor sunt considerate fanteziste, iar prețul este mult mai mic. Dar totuși, enumerăm și alte tipuri de tăieturi: Baryon, Quaddrillion, Princess, Marchiz, Trandafir, Briolette, Pere, Oval, Heart, Usher, Smerald ", "Radiant", "Triliant"
- Transparență: dacă transparența este perfectă într-un diamant, nu există fisuri, inclusiv micro-incluziuni, atunci prețulcrește instantaneu cu un ordin de mărime sau chiar mai mult.
- Mărimea pietrei: nu vorbim aici de carate, deci un diamant cu diametrul de un carat poate avea 6,5 mm, iar dacă și ceilalți indicatori sunt mari, atunci costul poate fi de 10-12 mii de dolari pe carat.
- Culoare. Totul depinde de tendințele modei și de capriciile clientului. Dar cele mai valoroase sunt considerate în continuare incolore și cu o nuanță albăstruie.
Aplicație
După ce am studiat proprietățile unui diamant, putem spune cu siguranță: piatra este pur și simplu unică. Dar nu numai în bijuterii este folosit acum. Știința și industria iau parte din rezervele de piatră ale lumii pentru propriile nevoi. Folosesc doar pietre mici sau defecte.
Ce proprietăți sunt apreciate de știință și industrie:
- conductivitate termică mare;
- duritate;
- transparență (capacitatea de a transmite razele UV și IR);
- structura cristalului (poate fi un conductor, un izolator). Poate rezista la tensiuni în alte, schimbări bruște de temperatură.
Medicina nu a stat deoparte, folosind diamante în chirurgie. Acum se produc bisturii, a căror lamă este diamant. Ascutirea unor astfel de lame face ca taieturile sa fie ultra-subtiri. În dispozitivele laser, rănile sunt cauterizate cu ajutorul diamantelor. Ferestrele diamantate sunt instalate în laboratoare cu substanțe chimice periculoase.
Uneltele de construcții și reparații atât pentru uz casnic, cât și profesional - ferăstraie, cuțite de metal, freze și freze pentru sticlă, roți de șlefuit și multe altele - sunt acoperite cu nisip diamantat pentru a le crește durata de viață. Tunelurisunt așezate folosind așa-numita mașină de tunel. Cuțitele lui sunt acoperite cu un strat de nisip de diamant.
În programa școlară
O astfel de caracteristică precum densitatea unui diamant se găsește chiar și în programa școlară. Ei îl studiază la o astfel de materie precum fizica, la secțiunea „Fundamentele teoriei cinetice moleculare” în clasa a X-a. Și problema este rezolvată. Sună astfel complet:
Există un diamant a cărui densitate în kg/m3 este de 3500. Ce volum vor ocupa atomii materiei în cantitate de 1022? (Cartea cu probleme a lui Myakishev). Se pare că proprietățile diamantelor sunt studiate la școală. Și nu numai în această carte de probleme există probleme similare. De asemenea, este posibil să scrieți o condiție ca aceasta:
Densitatea diamantului este 3500. Cât volum va ocupa 1022 din moleculele sale?
Știri spațiale
Până de curând, toată lumea era sigură că cel mai mare diamant este „Steaua Africii”. Masa sa este de 3106 carate. Cât de mult, ar crede toată lumea, dar astronomii au găsit un mic diamant în constelația Serpens, a cărui masă este de 1031 carate! Acesta este un adevărat gigant. Desigur, nimeni nu l-a ținut în mână, dar oamenii de știință sunt siguri că această pitică albă este complet compusă din carbon cristalin superdens. Iată un diamant cu un diametru de 55.000 km în diametru.
